耗散非线性Schr(o)dinger方程的紧致有限差分格式及其最优误差估计

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本文提出了两个紧致差分格式用于求解耗散非线性Schr(o)dinger方程.通过引入一个新的辅助函数将耗散项消除,就新函数而言,原方程可转变为一个总质量以及总能量守恒的系统.分别基于原耗散方程和新的守恒系统,本文提出了两个高效的紧致差分格式,并且对数值解的存在性、稳定性以及收敛性进行了分析.  对于第一个格式,在对网格比没有任何要求的前提下,本文采用能量方法并结合cut-off技巧建立了最大模意义下的最优误差估计,实验结果证明了数值解在空间和时间方向的收敛阶分别为4阶和2阶.  对于第二个格式,通过运用不动点定理和标准的能量方法,本文首先证明了数值解的存在唯一性,接着采用能量方法和数学归纳法并结合H1估计,在对网格比没有任何要求的情况下建立了格式在最大模意义下的最优误差估计,数值解在空间和时间方向的收敛阶分别为4阶和2阶.  为验证理论分析的正确性,本文在数值实验部分通过数值算例验证了格式的守恒或耗散性质及其收敛阶,并且通过与已有算法的对比来展示新格式的优越性.
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